مفهوم محاسبه کوانتومی و توانایی آن در تجزیه و تحلیل و پردازش سریع مجموعه داده های بسیار بزرگ ، از دهه 1980 مطرح شده است. در حالی که تعداد فزاینده ای از متخصصان محاسبات کوانتومی پیش بینی می کنند که فناوری قرار است طی پنج تا 10 سال آینده به سرعت تکامل یابد ، بسیاری از رهبران فناوری اطلاعات شک دارند.
عمرو سبری ، استاد علوم کامپیوتر در دانشکده انفورماتیک ، محاسبات و مهندسی لادی دانشگاه ایندیانا می گوید محاسبات کوانتومی یک انقلاب بالقوه است که منجر به درک جدیدی از ماهیت محاسبات و ارتباط آن با جهان فیزیکی می شود. وی خاطرنشان می کند: “اگرچه باید در مورد جهت کلی تردید وجود داشت ، اما اینطور است که مانند هر انقلابی دیگر نمی توان پیش بینی دقیقی در مورد نتایج خاص داشت.”
سبری توضیح می دهد که استفاده از محاسبات کوانتومی به احتمال زیاد یک فرایند تدریجی است و جنبه های مختلف فناوری کوانتومی با گذشت زمان مورد استقبال قرار می گیرد. او می گوید: “ارتباط کوانتومی در حال حاضر بسیار پیشرفته است و برای اجرای پروتکل های امن برای رای گیری و تامین مالی استفاده می شود.” Sabry می افزاید: “محاسبات کوانتومی هنوز در مراحل اولیه خود است ، اما سرعت پیشرفت بسیار سریع است.”
یک انقلاب آهسته
چالشی که بسیاری از پذیرندگان بالقوه با آن روبرو هستند این واقعیت است که پیش بینی پیشرفت های محاسبات کوانتومی به طرز چشمگیری دشوار است. اسکات بوخولز ، مدیر تحقیقات دولتی و خدمات فناوری نوظهور در مشاوره Deloitte می گوید: “به این ترتیب ، ما ده ها سال جلوتر از زمان بندی هستیم که کارشناسان تصور می کردند ساخت کامپیوترهای کوانتومی 20 سال پیش نیاز دارد.” وی خاطرنشان می کند که محققان در زمینه درک نحوه استفاده مشترک از کامپیوترهای کوانتومی و همتایان کلاسیک خود پیشرفت سریعی دارند. بوخولتز پیش بینی می کند: “در حالی که ممکن است یک یا دو دهه طول بکشد تا ماشین های کوانتومی واقعا قدرتمند فراگیر شوند ، اما احتمالاً تأثیر آنها تا قبل از آن احساس می شود.”
مایک لوکیدز ، نایب رئیس محتویات فناوری نوظهور در شرکت یادگیری فناوری O’Reilly Media ، انتظار دارد که ورود رایانه های کوانتومی به احتمال زیاد بیشتر از تصور اکثر ناظران طول بکشد. او می گوید: “من فکر می کنم این بازه زمانی در حدود 10 سال است.” رایانه های کوانتومی کنونی می توانند تقریباً 70 کیوبیت فیزیکی (واحدهای اساسی اطلاعات کوانتومی) را در خود جای دهند ، که برای انجام هرگونه وظیفه مهم کافی نیست. برای ساخت رایانه کوانتومی در حال کار ، تصحیح خطا ضروری است و اکثر کارشناسان حدس می زنند که این بدان معناست که تعداد کیوبیت های مورد نیاز را در 1000 ضرب کنید. لوکیدز می گوید: “این بدان معناست که اگر یک شرکت می خواهد 1000 کیوبیت منطقی کار واقعی انجام دهد و شما برای ساخت یک کیوبیت منطقی به 1000 کیوبیت فیزیکی نیاز دارید ، در مورد 1،000،000 کیوبیت فیزیکی صحبت می کنید.” “ما احتمالاً به آنجا خواهیم رسید ، اما سال آینده نه.”
واقعی ، اما هنوز عملی نیست
این مهم است که به یاد داشته باشید که کامپیوترهای کوانتومی فقط رایانه های سریعتر نیستند ، بلکه پیشگامان نوع جدیدی از محاسبات هستند. تام هالورسون ، دانشمند کوانتومی در تیم محاسبات کوانتومی در شرکت مشاوره مدیریت و فناوری اطلاعات Booz Allen Hamilton ، می گوید: “اگر به بهترین شکل ممکن قابل تصور باشد ، جهان را بطور اساسی تغییر می دهد.” او می گوید: “به همین دلیل ، بسیاری از نیروهای قدرتمند خود را به عنوان” اولین “معرفی می کنند. وقتی انقلاب محاسبات کوانتومی اتفاق بیفتد ، به سرعت اتفاق می افتد. »
ماریو میلیچویچ ، عضو IEEE و مهندس سیستم های ارتباطی کارکنان MaxLinear ، یک شرکت محصولات نیمه هادی ارتباطات پهن باند ، محاسبات کوانتومی در حال حاضر واقعی است ، اما هنوز عملی نیست. او خاطرنشان می کند که رهبران فناوری اطلاعات باید درک کنند که آیا یک کامپیوتر کوانتومی ابزار مناسبی برای نوع مشکلی است که سازمان آنها سعی در حل آن دارد. میلیچیویچ می گوید: “برای اکثر مشکلات ، کامپیوترهای کلاسیک در واقع از کامپیوترهای کوانتومی بهتر عمل می کنند و این کار را با هزینه بسیار کمتری انجام می دهند.”
محاسبات کوانتومی همچنین نیاز به نسل جدیدی از توسعه دهندگان با مهارت بالا دارد. توسعه کد برای موارد استفاده کوانتومی مستلزم ترکیب منحصر به فرد مهارت ها و دانش است. کنستانتینوس کاراگیانیس ، مدیر خدمات محاسبات کوانتومی در شرکت مشاوره جهانی می گوید: “یافتن افرادی با ترکیبی از فیزیک کوانتوم ، جبر خطی ، برنامه نویسی و توانایی درک نحوه تبدیل مشکلات دنیای واقعی به الگوریتم های کوانتومی معمول نیست.” پروتیویتی وی می افزاید: “دانشگاه ها برنامه های درسی را اضافه می کنند که می تواند به این کمبود کمک کند.”
میلیچیویچ می گوید به دلیل نیاز به سرمایش و هزینه های عملیاتی بالا ، هر شرکتی از یک کامپیوتر کوانتومی داخلی برخوردار نخواهد بود. در عوض ، توسعه دهندگان قادر خواهند بود زمان محاسبه را در رایانه های کوانتومی مشترک خریداری کرده و آنها را با استفاده از API های کوانتومی برنامه ریزی کنند. “
هالورسون اظهار می کند که فناوری محاسبات کوانتومی احتمالاً هرگز به مرکز اصلی داده تبدیل نخواهد شد ، و خاطرنشان کرد که زمینه هایی که الگوریتم های کوانتومی در آنها مفیدترین کاربردها را نشان داده اند بسیار تخصصی هستند. او می گوید: “به همین دلیل ، آینده محاسبات کوانتومی با شرکت های تجاری بزرگ که از خدمات ابری استفاده می کنند ، خواهد بود و نه محصولات مصرفی مانند لپ تاپ های کوانتومی.” هالورسون پیش بینی می کند که اگر فناوری کوانتومی حتی نیمی از پتانسیل وعده داده شده خود را به کار گیرد ، کل جهان از پیشرفت های ایجاد شده در زمینه هایی مانند علم مواد و داروسازی سود خواهد برد.
بردن
بوخولز می گوید محاسبات کوانتومی امروزه به همان صورتی که رایانه های اولیه در دهه 1950 واقعی بودند ، واقعی است. وی خاطرنشان می کند: “فناوری های نمایی اغلب در موارد جدید بسیار ضعیف هستند.” بوخولز هشدار می دهد که شک و تردید مبنی بر اینکه محاسبات کوانتومی هرگز به چیزی نمی رسد ، کوته بینانه است.